对电力电子技术的认识大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇对电力电子技术的认识范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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电力电子技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业的重要专业基础课程，在专业教学过程中起着承上启下的重要作用。它既是以高等数学、电子学、电路以及电机学等专业基础知识为基础，并体现其发展和综合应用的一门专业技术。同时，它又是电力拖动控制系统、电力系统等相关后续专业课程的基础。电力电子技术课程具有理论性强、与工程实际紧密联系等特点。电力电子技术在直流输电、风电领域、新能源转换技术等方面都起到非常重要的作用。

一、整流电路故障模式研究

电力电子电路的故障可分为参数性故障和结构性故障。参数性故障是指电路中器件参数（如：电阻阻值、开关参数等）偏离正常值而导致的故障；结构性故障是指由于电路中电力电子器件出现短路、断路或由于驱动电路故障而导致电路拓扑结构发生的故障。通常，将保护电路发生动作（诸如：保险丝熔断、断路器跳闸等）导致的电路拓扑变化也归入结构性故障。本文对整流电路故障模式的研究就是针对整流电路的结构性故障进行分析。

1.整流电路的故障分析。整流电路故障模式的建立主要是根据整流电路的电路结构，通过对电路的故障工作特性进行分析，并归纳和总结其分析的结果，最终构成整流电路的故障模式。现以三相桥式全控整流电路为例进行故障分析。

三相桥式全控整流电路如图1-1所示，主电路中a、b、c三相电源分别联接有共阴极组（VT1、VT3、VT5）和共阳极组（VT4、VT6、VT2）共六个晶闸管。整流电路工作时，共阴极组与共阳极组分别有一个晶闸管导通，从而构成通电回路。电路中六个晶闸管依VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的次序、相隔60？触发导通，并以此循环控制。在控制角α相同的情况下，可在整流电路的输出端获得形状相同、大小相等的六相电压。

一旦整流电路出现故障（如：晶闸管损坏），则将造成输出电压波形发生畸变。并且，不同的晶闸管损坏时，整流电路输出电压波形发生畸变的情况不同。对于不同结构的整流电路，其故障模式不尽相同。

2.三相桥式全控整流电路的故障模式分类。三相桥式全控整流电路的故障模式从工程应用的角度出发，一般只考虑一个或两个晶闸管发生故障的情况，因为对整流电路而言，三个以上晶闸管同时发生故障的几率很小。因此，三相桥式全控整流电路可获得4大类、共计21种故障模式。三相桥式全控整流电路的21种故障模式，在电路带不同性质负载、以及不同控制角α的情况下，整流电路输出的畸变电压波形的形状、波头数或幅值大小不尽相同。因此，可以从整流电路实际输出电压的畸变波形预判电路的故障类型。

二、整流电路故障模式的应用

电力电子电路中，电力电子器件一旦损坏将造成电路输出的各种参数发生变化，同时可能引起电力电子装置或系统的损坏。整流电路故障模式的研究就是针对电力电子器件一旦发生故障，有可能引起的参数变化进行的，为尽快地发现并解决问题创造有利条件。

1.整流电路的工作原理。电力电子技术是以电力变换电路中电力电子器件（如：晶闸管）为核心，通过对电力电子器件的通、断进行控制，从而实现对电能进行转换和控制的目的。电力变换电路有整流电路、逆变电路等四大基本变换电路，以及建立在四大基本变换基础上的组合变流电路的多种拓扑形式。整流电路有多种基本电路结构，如单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路等。图1-1所示为三相桥式全控整流电路带电容滤波负载时的原理结构图，该电路共有6个晶闸管VT1～VT6，工作时依次触发导通。输出电压波形每周期6个波头，波头形状完全相同。整流电路在不同的电路结构、不同性质的负载、不同的控制角α的情况下，其输出电压具有特定的波形形状。

2.整流电路故障模式的应用。对整流电路故障模式的研究，基本是对故障电路电压波形的分析和研究。当整流电路发生故障（如电力电子器件损坏等）时，必将造成输出电压波形的畸变。电路中桥臂上的开关发生故障时，都会产生与之相对应的畸变波形。如图1-1所示三相桥式整流电路，只有一只晶闸管发生故障，即：VT1～VT6。

因此，对整理电路故障模式的应用与研究，即为对整流电路进行分析和研究，将其在各种故障情况下的畸变波形进行汇总，制定各种故障模式，并以此作为分析和判断整流电路发生故障起因的参考，从而能够快速找出故障原因的方法和手段。

三、整流电路故障模式研究对电力电子技术教学的辅助作用

电力电子技术是一门综合性学科，三相桥式全控整流电路单管故障是输出电压波形，其内容涉及多个学科和领域。课程内容理论知识点多、难点多，而且实践性强。在电力电子技术课程的学习过程中，要求学生具有较强的专业理论基础知识，具有对电路进行理论分析、波形分析和参数计算的能力。整流电路故障模式的研究对于提高学生的综合能力具有积极的辅助作用。

1.有利于提高学生对电力电子技术课程知识的理解能力。电力电子技术是一门理论性和实践性较强的专业基础课程，课程内容围绕着电力变换技术进行阐述，其电力变换技术又以整流和逆变为基础和核心。电力电子技术的基本电路及其拓扑结构具有多样性和复杂性。伴随着电力电子技术在实际应用中的不断普及和发展，各种理论知识的不断完善，电力电子技术所涉及的知识越来越丰富，同时，对学生各方面的要求越来越高。学生对课程知识的了解和认识基本来源于老师在课堂上对知识的阐述和引导，基本围绕电路正常工作状态，对电路的工作原理和性能进行分析。这样教学的结果往往固化了学生的思维方式，影响和限制了学生深入领会、认识和理解事物发展变化的本质特征的能力，减弱了学生的应变能力。对电路故障模式的研究能够引导学生从不同的角度观察和分析电路的变化，活跃了学生的思维，引导学生学会思考，从而进一步提高学生对电力电子技术课程知识的理解。

2.有利于增强学生对电力电子电路的分析能力。在电力电子技术的教学过程中，对电路的分析主要体现在原理分析和波形分析两个方面。电路中各点参数（电压和电流）的波形分析往往被作为对电路工作原理分析和研究的重要方法和手段。不同的电路结构，在不同的控制角α的作用下，电路各点电压、电流波形都具有不同的形状。在电力电子技术实验中，电路中各点电压波形所起的作用更加明显和重要。通过示波器中的波形形状，可以直接观察、分析和判断出电路和各种设备的运行状态。整流电路故障模式研究就是探讨整流电路在电力电子器件发生故障时，其电路输出电压波形发生畸变的问题。针对各种不同的故障情况，研究出了相对应的输出电压波形。通过对相对电压波形的对比和分析，可以帮助学生更加深刻地理解电路的工作原理和运行状态，对整个电力电子技术课程的学习具有非常重要的作用。

3.有利于培养学生的实践动手能力。实践是检验真理的唯一标准。通过电力电子技术实验可以增强学生的实际动手能力，强化了学生的实验技能，培养了学生分析问题和解决问题的能力，有利于加深学生对于电力电子技术理论知识的理解和认识。在电力电子技术的实验过程中，经常发生由于学生操作不当，造成电力电子电路出现各种故障，其结果往往造成电力电子器件被损坏等情况发生。由于电路结构具有多样性和复杂性，一旦主电路发生故障（如：主电路中某个电力电子器件损坏），将造成电路输出电压波形发生畸变。只是通过示波器中的波形很难直接判断出故障发生的原因。同时，在电路中直接检测电力电子器件，其结果不够准确，这也就无形中增加了实验的难度，使实验过程复杂化。学生在教学过程中几乎没有接触到这类知识和认识，也就不能直接清楚地认识到故障产生的原因。

整流电路故障模式的研究恰好解决了这一问题，它可以为学生提供一个迅速查找故障原因并尽快恢复正常实验的方法和手段。实验中一旦主电路发生故障，将造成波形畸变，可通过故障模式识别，进行波形对比，直接限定主电路发生故障的局部区域和范围，简化了检测过程，理顺了实验思路，从而为提高效率、加快实验进程创造有利条件。同时，可以培养学生在实践中形成较为成熟的思维和判断能力。

四、结束语

由于电力电子电路在实际工程应用中具有多样性和复杂性，因此，对电力电子技术的故障模式研究还不够完善，在实际应用中还有一定的局限性。但对于电力电子技术课程的教学而言，由于实验装置中组建的实验电路基本属于各种原理电路结构，电路结构和附加设备明确，实验中电力电子器件损坏较常见。因此，整流电路故障模式研究针对电力电子技术课程的教学而言，具有较强的辅助作用，是针对教学改革的一种积极地探索。

参考文献：

[1]王兆安.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]莫正康.电力电子应用技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

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中图分类号：G642.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0189-01

电力电子技术是电气工程专业的重要的专业课，该课程综合了弱电和强电两个大的领域的学科，是近几十年新发展起来一门技术。其应用领域广泛包括自动化、电机和电器控制、电力系统等方面，具有非常好的前景和较高的技术经济效益。

电力电子技术的综合性、应用性和实践性很强，尤其是实践环节是电力电子技术必不可少的部分。随着新疆近些年工业的大力发展，工业自动化水平的要求越来越高，为了满足人才市场日渐增长的需求，进一步积极研究和探索电力电子技术的实践教学的教学方法和教学手段，构建与工农业发展相适应的电力电子技术实践教学的新方案是一个值得研究的课题。

1 完善电力电子技术课程设计

由于电力电子技术理论学时为48学时，受到电气专业总学时的限制，一般院校都没有开始电力电子技术课程设计，另外电力电子技术课程设计的经费需求也较高，和模拟电子和数字电子的元器件相比，电力器件的价格往往要高得多，同时电力器件都工作在高电压、大电流下，因此实验安全性也是重要的制约因素。

课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。指导教师根据教学计划对学生进行基础或专业强化训练。课程设计能够培养出学生把理论和实践相结合的能力，能够初步完成把知识转化成现实生产力的可能。

电力电子技术我校是在2003年开课，其课程设计刚开设，具体设计要求有：一方面主电路的设计。主电路不用半空器件晶闸管，不论是整流电路、逆变电路还是斩波电路都改为全控器件MOSFET和IGBT。另一方面，由于全控器件的开关频率远远大于半控器件，因此对全控器件的控制方法如脉冲宽度调制技术等要强化。

在课程设计的实施过程中，通过分组完成，每个小组分配不同的任务，按照完成的质量给予不同，选出最好的结果给予颁发奖励证书，大大促进学生动手、动脑的积极性。同时给学生充分的自，指导教师事先不做示范设计，即便对于学生烧毁元器件等现象，也鼓励学生自主完成，这样既减少指导教师的工作负担，又提高学生课程设计的含金量。

2 注重实践环节训练加强实践能力的培养

电力电子技术课程实践性很强，实验等实践环节在教学的地位非常重要，这些实验在培养学生动手能力方面的起着非常大的作用。由于电力电子技术的实验和实践内容丰富，因此如何计划和实施好电力电子技术实践内容是使学生充分理解其内容的重要保障。在我们教学实践中结合下面的一些方法。

2.1 理论和实践结合

理论与实践相互结合。对于不同专业的学生，对于电力、电子和控制方面的技术理解和基础不同，因此电力电子技术理论课和实验课交叉进行，通过实验课能及时快速检查学生课堂理论的理解程度。

2.2 前后知识串联、提高综合性

教学后期设计综合性实验。在做这类实验的时候学生要独立设计实验方案、步骤等。指导教师根据学生开课以来学到的知识提出问题，学生解决问题，学生在解决问题过程中不但会用到刚刚学到新知识，还要用到前面章节学到的知识，形成知识串联，举一反三综合利用。另外，在课程结束后可将电力电子技术与其学过的课程相结合进行综合实验实训。不同专业学生可结合不同的综合实验，如果是弱电专业可结合单片机开发板设计输出发脉冲来控制全控桥式电路的开闭。和其他先修过的课程相结合知识比较新，这部分综合设计能够让学生了解更多的实际应用。通过综合实验实训使学生获得比较全面的综合技能和专业能力，能尽快适应本专业的岗位需求。

2.3 结合工程实际应用

对于电力电子技术课程中大量的波形和公式很容易让学生混淆，理解起来难度也大，为了更好理解其原理在讲解过程中有必要举出生产和生活中的实例，如企业单位中最应用最普遍的变频器，实验室中常用的开关电源等。在讲授的时候把学生带到实验室中对这些教学产品现场拆装，结合具体元器件讲解原理，这样比单纯讲解波形要形象的多。学生既有理性认识又有直接的感性认识，更会极大的激发其对本专业的学习兴趣。

2.4 其他增强实践教学的方法

除了上述实验实训之外还可以结合其他方法促进学生掌握实际知识，例如开发实验室、开始创新性实验等。在实验室开放过程中应保障仪器设备、元器件的数量充足，能够满足学生要做的实验基本需求，例如要保证学生做实训的时间、要能够排开实验等。创新性实验是指学生在完成教学大纲规定的实验项目后，指导教师可结合学生的实际能力，提出和实际应用密切相关的一些课题，来考查学生所设计的电路创新思维能力。

3 结语

电力电子技术课程实践教学改进、完善需要长期实践来逐步完成。一方面，随着电力电子技术不断的发展和创新，例如电子器件从半控的晶闸管到全控的IGBT等，实践教学也会随之变化改革；另一方面，由于工农业的发展，企事业单位对电力电子技术的需求也不同，为了适应培养高等技术应用型人才的需要，电力电子技术的实践教学也要随之改进。

参考文献

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引言

随着社会经济的快速发展，各种能源消耗速度极大，能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来，新能源的开发和利用，为解决能源短缺问题提供了一条新的道路，而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍，让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。

1电力电子技术概述

电力电子技术，又称功率电子技术，学术上称电力电子学，是指应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件（上游）、电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能，是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点，对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。

2电力电子技术在新能源领域的应用研究

电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例，对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。

2.1水力发电

没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上没有水，也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件，再加上一些物理知识和电路原理，以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新，不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗，更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上，一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。

2.2风力发电

风是大自然产生的一种自然现象，具有清洁、可再生、储量大的特点，而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。L力发电技术的出现，可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖，为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能，而且有利于缓解能源危机和供电压力，随着风电技术的不断发展和完善，风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强，在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下，除水电技术外，风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，因此还有改善生态环境的重要作用。

2.3太阳能发电

在大自然赐予地球的能源中，太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一，阳光是人类赖以生存的因素之一，世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计，我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中，主郭建要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展，对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等，都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说，太阳能发电技术，在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。

2.4潮汐能发电

在波涛汹涌的大海上，潮汐狂妄的拍打着海面，巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机，通过电力电子变换装置，发电机将巨大的潮汐能转换成电能，也就是能使这些波动能（潮汐能）的电能以恒压恒频方式输出，再通过其他的电力装置，为电力系统提供电力，其提供的电能既能源源不断输出，又对克服能源危机（煤、石油、天然气等化石类能源匮乏）提供了重要的解决措施，可以说，自然界的可再生资源也是无穷无尽的，只要我们拥有一双善于发现的眼睛，并采用先进的各项技术加以不断创新和完善，就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。

2.5在其他系能源中的应用

上述新能源将会在未来的发展中占到能源结构的绝大部分。电力电子技术的应用不仅局限于以上所述的几种领域，还可以将其应用到新能源中的很多其他领域，这些领域包括抽水蓄能发电、超导储能、超级电容储能、低谷电储能。

结束语

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作者简介：侯丽华（1966-），女，满族，吉林伊通人，长春工程学院教师发展中心主任兼教务处副处长，教授；杜波（1976-），女，吉林长春人，长春工程学院电气与信息工程学院，副教授。（吉林 长春 130012）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0072-02

“电力电子技术”课程是自动化专业重要的专业基础课，是一门工程应用性很强的课程。该课程具有教学内容多、课时少、更新快的特点。如何在有限学时内使学生较好地掌握课程知识，提高工程实践能力和创新能力，增强学习兴趣，是教学改革要解决的主要问题。长春工程学院（以下简称“我校”）“电力电子技术”课程组根据学校办学定位和人才培养目标，在明确了自动化专业面向基础工业基层一线应用型人才培养目标、基本规格、专业核心能力以及知识体系等方面基础上，紧密结合工业企业现场实际和电力电子技术发展现状，以先进的教育思想为指导，以应用能力和工程素质培养为核心，不断整合教学内容，完善实验教学条件，开发综合性和设计性实验项目，增加实践环节，改进教学方法与手段，改革考试方式，在教学实践中取得了较好的效果。

一、优化教学内容，构建以应用能力培养为核心的课程体系

1.课程建设与改革思路

教学内容和教学体系的改革是“电力电子技术”课程改革中最重要的环节，直接关系到教学质量的提高，关系到应用型人才培养的要求。我校按照电力电子器件―电力电子变换电路―电力电子电路的微机控制技术―电力电子技术应用的思路，以电力电子器件为电路服务，电路为电力电子系统服务，系统为电力电子应用服务的理念作为教学内容设置的主导思想，以应用能力和工程素质培养为核心，精选理论内容，强化技术应用，及时而恰当地引入电力电子技术的新知识、新技术、新工艺。

2.调整教学内容

在教学设计上理论与实践相结合，知识传授与应用能力培养相结合，课内与课外相结合，讲授与研讨相结合。将电力电子器件、变换电路作为传统内容，将电力电子技术应用作为实用内容，将最先进的自动控制生产线作为新技术，对典型电力电子及电气传动系统分析作为讨论内容，将科研课题引入课堂作为启发内容，通过典型案例分析，将理论与实际结合，培养学生解决实际问题的能力，并通过渗透行业规范、安全操作规程、文明生产等知识培养学生的工程素质。课程的讲授以电力电子器件的工作原理、特性、参数、选择、驱动与保护电路为基础，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换电路结构、工作原理、波形分析和参数计算及电路设计为核心，以微机控制的脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术作为新的控制方法和新技术，把电力电子学科的发展方向引入课堂。以电力电子器件的应用电路为教学的重点，解决实际工程问题，使学生能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“运动控制系统”深入学习及毕业设计打下坚实的基础。

二、强化实践教学，提高学生实践能力和创新能力

1.完善实践教学条件

“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性，而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此，以营造真实的、先进的工程环境为目标，紧密结合工程实际应用，投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套，开发了电力电子技术仿真研究平台，构建了电力电子技术实践教学体系（包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等），编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放，学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训，并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件，培养工程实践应用能力。

2.精心设计实验内容

课程组精心设计了实验教学项目和内容，引导学生从问题出发，逐步由基础实验走向设计性和综合性实验，再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识；对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验，则由教师给出电路参数要求，由学生自行设计主电路、驱动电路等，完成设计性实验，培养学生分析问题，解决问题的能力；软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目，密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，有利于学生创新能力的培养和自主训练。

3.增设课程设计与调试环节

开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节，以完整的电力电子系统为载体，将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来，使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练，培养学生的实践能力和创新能力。同时，在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路，且可方便地调整电路的参数进行仿真，培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力，也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。

三、改进教学方法与手段，调动学生学习主动性和积极性

在实际教学实践中，笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念，根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学，将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中，由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习，教与学融为一体。教师有所教，学生有所学，极大地调动了学生的学习积极性，加深了学生的理解，加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等，增强学生主观能动性，活跃课堂气氛，挖掘学生潜力，增强专业素养，逐渐让学生由“学会”变成“会学”，由被动变主动汲取知识。

为了分析电力电子器件和电路的工作状态，使学生弄清电路中能量的变换和传递，笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，结合典型工程实例，并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣，不断提高教学效果及教学质量。同时，建设了本课程的教学网站，网站资料丰富，包括教学资料和典型工程实例等，学生可以在网上学习，教师可以在网上进行答疑，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果。

四、改革考核方式，提高学生对知识的综合运用能力

1.考试过程全程化

教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求，通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价，并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握，弱化期末终结性考核。

2.考核内容能力化

考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置，结合新的“电力电子技术”教学内容体系，加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例，侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。

3.考核方式多元化

根据不同阶段的教学要求，考核采取口试、笔试（开卷、闭卷）、开发设计相结合的形式，变单一形式的考核为多种形式的考核。

五、组织课外科技创新活动，探索课内与课外培养的有效机制

按照课内培养与课外培养相结合的原则，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，成立了课外科技活动小组，注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施，积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛，以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中，加强课外实践活动的组织和管理，制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》，对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定，形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。

六、加强青年教师培养，提高课程组教师整体水平

师资队伍建设是课程建设的关键，课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则，通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施，不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。

七、结语

电力电子技术随着社会科学技术的发展而不断地更新，其应用范围越来越广泛，不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力、通信、计算机、新能源系统等。“电力电子技术”课程教学应紧跟时代变化的步伐，不断更新和充实教学内容，改进教学方法与手段，完善实践教学条件建设，创新实验内容，将电力电子技术理论知识与实践紧密联系，培养学生的工程意识，提高实践能力和创新能力。

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一、我国电子电力技术的发展现状与内容

（一）电力电子技术的发展过程

纵观整个电力电子技术的发展过程，不难发现的是，几年之前的那种，较为传统的电力电子技术主要依靠的是低频的处理技术，这样的技术水平不能很好的满足当前我国快速发展的电力事业的要求，也无法很好的满足广大民众们对电力系统的需要。因此，随着科学技术的快速发展，我国在电力电子技术方面进行了更多的创新与突破，形成了现在较为先进的电力电子科学技术，并且实现了逐渐的向高频电力电子系统进行追赶并靠拢。

（二）电力电子技术发展过程中存在的不足与问题

当前经过改良的电力电子技术已经能够成功的将各种自然资源有效地转换成电能源，这样的做法虽然能够成功的解决环境污染、能源浪费等消极状况，但是经过调查显示，当前的这种科学技术在实际应用的过程中，仍然有很多的问题和不足。举几个例子来说，当前的家用电器中，很多都是在自身运行的过程中，能够达一定的感性负荷，这样一来，在电器运行的过程中，会导致电力电子技术的不稳定，在一定程度上会对设备中的相关装置产生一定的破坏或损害。

另外一方面，在电力电子技术不断创新的过程中，还有可能会被谐波污染，这样一来，也会对自身的电子设备产生不可估量的损失。一旦让无功率进入电网，就一定会导致相关的电能质量被影响，产生一定的降低和损失，对于用电一方有着十分不利的影响，严重的还会引发一定的电网污染的情况。为了能够成功的避免这些消极情况的发生，相关的电力电子技术工作人员们就应当在实践的过程中，加强对这一技术主题与技术的管理与监督，以此为我国的电力事业做出更大、更多的贡献。

二、有效促进电力电子技术发展的有效措施与方法

（一）发展过程中能够提高技术的内容与方面

为了能够更好的发展我国的电力事业，就应当在对电力电子进行发展与研究的过程中，不断的增加一定的理论创新，争取将理论知识与实践进行有机的结合，不断的创造出一些能够有效促进电力系统健康发展的措施与方法。

另外，当电力系统出现一些缺点或不足的时候，可以针对其发生的具体原因，拿出行之有效的解决措施来。例如，对电力系统自身发展中的抑制闪变、调节平衡等内容的解决方面。在这些问题中的解决办法上，主要借用滤波自身独特的特点，即不受相关系统的影响与阻碍作用的这个特性，这样一来就能使电力电子系统不受相关因素的影响，从而在一定程度上能够解决电力电子系统中的科学问题，有效的为电力系统的正常运行提供了相关的保障与内容，促进了我国电力系统的快速发展。那么为什么说在当前的家用电器的使用中，大多数的电器都是在自身运行的过程中，达到一定的感性负荷。这样一来，在电器运行的过程中，一般会导致电力电子技术不稳定的发展，也就会对设备中的相关装置产生一定的破坏或损害。

（二）提高对生态内容的分析与研究

为了能够更加有效的促进我国电力系统的正常运行，并且能够在发展的过程中，对其进行不断的创新与完善，这就在电力电子的科学技术方面提供出更多的有效的促进措施与方法。在未来几年的发展前景中，我国电力电子系统的相关工作人员们应当不断的加强自身对电力系统的认识。

与此同时，当前我国是十分提倡节能环保政策的，在对当前生态内容进行研究的过程中，相关的工作人员们也应当积极响应国家这个十分重要的决策，积极的将工作中产生的能源消耗降到最低。因此，在对我国电力电子技术进行研发与决定的过程中，应当将注意力侧重于节能这个方面，以此更好的为我国电力电子系统的快速发展做出更多有效的、积极的促进意义。另外一方面，在未来近几年的发展中，我国必然会在交通运输等方面实现对电动机速度的调整。因此，在这样的情况下，电力电子技术的应用是有十分大的晋升空间的。

总结

综上所述，当前我国的经济已经得到了越来越快的发展，广大居民们也在这个信息时代快速发展的时代，对电力有了越来越多的要求与需求。在这样的情况下，加之我国正在不断的对自身综合素质进行改善与改进，这些方面对电力系统的发展与改进有着一定的影响，都会在一定程度上对我国目前的电力系统产生些许影响，这样一来，就需要对电力电子技术进行不断的突破与改进，以此为我国电力事业的不断发展做出一定的积极影响与意义。

参考文献

[1]韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2012（10）.

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一、电力电子技术概述

电力电子技术，又称功率电子技术，学术上称电力电子学，是指应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件（上游）、电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。

电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能，是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点，对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。

二、电力电子技术在新能源领域的应用研究

电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例，对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究

1、水力发电

没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上没有水，也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件，再加上一些物理知识和电路原理，以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新，不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗，更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上，一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。

2、风力发电

风是大自然产生的一种自然现象，具有清洁、可再生、储量大的特点，而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。风力发电技术的出现，可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖，为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能，而且有利于缓解能源危机和供电压力，随着风电技术的不断发展和完善，风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强，在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下，除水电技术外，风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，因此还有改善生态环境的重要作用。

3、太阳能发电

在大自然赐予地球的能源中，太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一，阳光是人类赖以生存的因素之一，世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计，我国2/3以上国土面积的年 日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中，主要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展，对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等，都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说，太阳能发电技术，在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。

4、潮汐能发电

在波涛汹涌的大海上，潮汐狂妄的拍打着海面，巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机，通过电力电子变换装置，发电机将巨大的潮汐能转换成电能，也就是能使这些波动能（潮汐能）的电能以恒压恒频方式输出，再通过其他的电力装置，为电力系统提供电力，其提供的电能既能源源不断输出，又对克服能源危机（煤、石油、天然气等化石类能源匮乏）提供了重要的解决措施，可以说，自然界的可再生资源也是无穷无尽的，只要我们拥有一双善于发现的眼睛，并采用先进的各项技术加以不断创新和完善，就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的 清洁、高效、可再生、无限利用的能源。

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1 传统课堂教学的不足

课堂教学只能授予学生理论知识，而无法提高学生的工程实验能力和创新能力，这样的教学模式也无法培养出满足市场需求的高素质创新型人才。在传统的课程教育中，教师偏重于知识和技能的教学，注重知识体系的结构和逻辑性，而学生通过教师的讲解获得知识，通过做大量的习题来强化对所学内容的记忆和加深对所学内容的理解；教师偏重于知识的传授和灌输，而对学生学习兴趣、自主学习的培养不够重视；做习题成为应用知识的唯一方式，并且缺乏与实际生活、现代科学技术的联系；重结果轻过程，学生很少能经历科学探究的过程，学生只能被动地跟着教师的思路走，难以发挥其创造性。因此高等教育必须要增加大量的实践实训教学环节，尤其是高级专业的学生实践，实训教学课时基本上要占到总教学课时的40%以上。电力电子技术这门课综合性、应用性和实践性都很强，实践环节尤为重要。但传统的讲授模式存在很大的不足，在讲解晶闸管的换流尤其是三相整流电路时，为了把问题讲得更清楚需要画好几个波形，这样往往要花很长的时间，且学生学习的效果不是很理想。要真正学好这门课，我们有必要给学生提供自己动手实践的软件和硬件环境，来激发学生的主观能动性，使他们利用现有条件，在电力电子技术的实践学习中，提高自己综合分析和解决工程实际问题的能力，提高自己的创新创新能力和就业竞争力，以满足人才市场的需求。

2 信息技术在电力电子课程上应用的优点

通过信息技术与教学课程的有机结合，对教学过程中的信息技术、资源、课程内容等等进行整合，是一种新型的电力电子技术课堂教学模式。从信息技术与课堂教学整合的特点来看，它主要是采用多媒体网络教学方式，将抽象化的电力电子教学内容变得生动直观，利用信息技术对课堂知识进行处理，使学生能够融入到课堂知识的整合中来，大大提高了电力电子技术课堂教学的质量。这种新颖、高效的课堂教学模式能发挥教师在课堂教学中的主导地位，也让学生自主合作，对课堂知识进行探究总结，体现了学生的主体地位。通过对传统的“电力电子技术课堂教学”进行改革，营造了一种更加活跃积极的教学氛围，培养了学生自主学习的主动性和创造性，从而提高了“电力电子技术课堂”的实际教学水平。

2.1 增加教学趣味性，提高学生的学习兴趣

电力电子教学常围绕复杂而又抽象的技术内容展开，枯燥干涩的课堂内容再加上传统的课堂教育方式，使得电力电子技术教学更加得乏味干涩，大大降低了学生的学习兴趣。但采用信息技术教学，可以将抽象的教学内容转换成生动的图片、动画效果进行展示，以更加直观的方式将课程内容展现在学生眼前，降低抽象思维的难度以及学生对知识理解的偏差，这样不仅有助于帮助学生理解并掌握知识点，更能激发学生的学习兴趣。让学生能够自觉主动地融入到课堂教学，同时也降低了教师的教学难度，有利于提高“电力电子技术课堂教学”的教学质量。

2.2 增加学生的参与机会，激发学生的创造能力。

在电力电子教学中，除了课堂讲授的知识原理以外，让学生能够参与到课程实验中来也是一个非常重要的教学环节。但由于课堂时间、教师精力、实验安全等因素的限制，使得电力电子技术实验很难落实到每一位学生身上来，也很难落实学生对相关知识的实际掌握情况。但应用信息技术模拟电力电子技术的相关实验，让学生能够融入到中间来，提高了教学质量。此外，教师还可以利用信息技术设计教学内容，选择教学课题让学生自己分组讨论，进行模拟实验，这样既能考量学生对课堂知识理解掌握的程度，又能保证实验的安全性，让学生大胆设计的同时还能够提高学生的创造力。通过这样安全的实验，能够让学生对实验进行仔细的分析探究，思考实验的合理性以及存在的不合理地方，提高学生自主设计的能力，同时也能够帮助学生有效地掌握课堂知识内容，增强学生的自主创造能力和创新意识。

电力电子技术是以实验为主要手段进行教学的学科，与其他的学科有明显的不同。随着社会的进步与科学技术的发展，信息技术以其独有的先进性进入各个学科的教学中，信息教育技术，尤其是多媒体技术的运用，在整个电力电子技术学科的教学中有很大的作用，利用多种高效便捷的多媒体网络技术，能够将抽象的内容实体化，突破时间以及空间的舒服，进行虚拟场景展示，将原本无法显示的、虚拟的物理过程展现在学生的眼前。同时也能够降低教学实验的危险指数，使得原本难以理解的电力电子技术教学变得简单化，帮助学生进行理解，减轻学生的学习压力，同时也能减轻教师的教学压力，在一定程度上能够促进整个“电力电子技术教学”的发展。对于可见度小，不易观察，实验原理难以理解，又不太好想象的实验，借助多媒体也能帮助理解，而且还可以化想象对直观。例如，电流的波形变动研究，通过信息技术的应用分析，可以通过眼球直观的感受电流的变化，在课堂中使学生对与知识的认识理解更加的深刻。对于我们实验室无法办到的演示实验也可以通过多媒体来完美演示，现代化的信息技术的多媒体教学手段与实验的整合，是解决课堂效率的有效方法。

2.3 增加课时的信息量，提高教学效率

多媒体可以提供声音动画等多种信息，图文并茂，动静结合，能使抽象的概念、复杂的定理、定律、公式以及较复杂的物理过程等形象化。传统的教学模式中最常见的就是板书，教师要花费大量的时间以及精力将模拟图像或者知识体系等内容写出来，这样不仅浪费了大量的时间，还增加了教师的教学负担。但通过信息技术的方式做好课件准备，学生可以通过各种感官同时接受信息，在这样轻松、愉快的教学环境中学习，不再感到单调枯燥，大大增加了课时的信息量，提高了教学效率。在教育教学过程中，引进现代信息技术形成教学内容的信息化，教学过程的数字化，教学手段的现代化，和教学资源的网络化。信息技术与电子技术的整合要坚持信息技术服务电子技术课程的原则，信息技术在电子技术课程中的应用，决不能只是为了简单的应用，而是应该结合在电力电子技术的课程中，为了满足学生的求知欲以及教师的教学任务。

人们常说，依靠视觉能够获取八成以上的信息量，但是如果仅仅依靠视觉，却最多只能拥有两成的信息。这也就是说，要想获取更多、更准确的电力电子技术的相关信息，必须依靠多种感官的结合。在现代电力电子技术教学中，仅仅依靠文字、语言、图片等方式授课，是很难将复杂的知识解释清楚的，也很难让学生真正掌握到这些知识。但随着信息网络技术的高速发展，出现了许多便捷高效的多媒体应用技术。比如PowerPoint、几何画板、Flash动画等的教学技术软件，它们能够将复杂的内容变得更加的简单生动。有些电力电子技术实验出于安全等因素的考虑，在现实中很难真的做出好的实验，这种时候运用信息技术模拟实验的流程及效果，就能够产生很好的学习效果。信息技术在电力电子技术教学中的应用使很多复杂的内容简单化，教师不用花费大量的时间精力进行板书，减轻了教师们的教学压力，还可以根据学生的学习特点改变教学方式，使枯燥复杂的电力电子技术教学变得更加灵活，在减轻教师教学压力的同时还能激发学生的学习兴趣，培养学生的自主创造能力和创新型思维。

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一、引言

我国是一个发展中的国家,目前尚处于前工业化阶段,传统产业仍然是我国国民经济的主力军,因此在近期或在较长一段时期内,传统产业的改造和发展将在很大程度上决定着我国经济的发展。电力、机械、冶金、石油、化工、交通运输是传统产业的重要支柱,这些产业技术水平的高低直接关系到我国工业基础的强弱。特别是,近年来随着经济的稳步发展,巨大的电力缺口与人们对电力的强烈需求之间的矛盾越来越明显。由于我国常规能源资源的有限性和环保的巨大压力,能源建设必须走节电和开发利用可再生能源之路,这就决定了在今后相当长的一段时期内,我国国民经济的发展和巨大的用户市场对电力电子技术具有巨大的、持久的需求,这就意味着我国电力电子和电力传动产业面临着良好的机遇。

今后世界市场的竞争主要表现为高新技术的竞争,谁拥有电力电子这种先进的高新科技产品,谁就掌握竞争的优势。面临我国已加入世贸组织和必须适应国际大循环的形势,我们面临着严峻的挑战,因为总体说来我国当前电力电子技术的水平落后于国际先进水平,远远跟不上我国国民经济发展的需要,特别是还面临着国外产品严重冲击,因此,我们必需清醒地认识到这一挑战并且要勇敢地面对。

二、电力电子的含义和任务

从学科的角度讲,电力电子的主要任务是研究电力电子(功率半导体)器件、变流器拓扑及其控制和电力电子应用系统,实现对电、磁能量的变换、控制、传输和存贮,以达到合理、高效地使用各种形式的电能,为人类提供高质量电、磁能量。电力电子的研究范围与研究内容主要包括:(1)电力电子元、器件及功率集成电路。(2)电力电子变流技术,其研究内容主要包括新型的或适用于电源、节能及电力电子新能源利用、军用和太空等特种应用中的电力电子变流技术;电力电子变流器智能化技术;电力电子系统中的控制和计算机仿真、建模等。(3)电力电子应用技术,其研究内容主要包括超大功率变流器在节能、可再生能源发电、钢铁、冶金、电力、电力牵引、舰船推进中的应用;电力电子系统信息与网络化;电力电子系统故障分析和可靠性;复杂电力电子系统稳定性和适应性等。(4)电力电子系统集成,其研究内容主要包括电力电子模块标准化;单芯片和多芯片系统设计;电力电子集成系统的稳定性、可靠性等。

从工程应用的角度看,无论是电力、机械、矿冶、交通、石油化工、轻纺等传统产业,还是通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高科技产业,都迫切需要提供高质量的电能,特别是要求节能。而电力电子则是实现将各种能源高效率地变换成高质量电能、节能、环保和提高人民生活质量的重要手段,它已经成为弱电控制与强电运行之间,信息技术与先进制造技术之间,传统产业实现自动化、智能化、节能化、机电一体化的桥梁。电力电子的突出特点是高效、节能、省材,所以电力电子已成为我国国民经济的重要基础技术,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。因此,无论上述诸多高技术应用领域,还是各种传统产业,乃至照明、家电等量大面广的,与人民日常生活密切相关的应用领域,电力电子产品已无所不在。由于目前我国还没有形成独立自主的、完整的、强大的电力电子的产业体系,因此它已成为制约我国建立独立自主的现代科学、工业和国防体系的瓶颈之一。

三、电力电子技术目前在我国的发展、应用现状和存在的问题

虽然我国电力电子的开发研究已有50年历史,过去我们已经取得了长足的进步,但是与超大规模集成电路的发展一样,该领域科技发展速度太快,加之我国财力和原有基础薄弱的限制,特别是面临国外高科技的冲击等原因,我国电力电子有被“边缘化”的趋势,即各行各业都迫切需要,但是各应用领域均没将其作为研究重点,国内解决不了就依靠进口。应当承认,目前我们与国外先进水平的差距还是很大的。当前存在的主要问题是:目前我国生产的大多数电力电子产品和装置还主要基于晶闸管;虽然也能制造一些高技术的电力电子产品和装置,但是它们均是采用国外生产的电力电子器件和组件以组装集成的方式制造的;特别是先进的全控型电力电子器件则全部依赖进口,而许多关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术和软硬件,国外均是对我国进行控制和封锁的。我们正面临着国际竞争的严峻形势,特别是关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术与国外先进水平的差距更大,迅速改变这一现状是我们面临挑战和义不容辞的任务。

过去,我国国民经济各部门虽然引进了不少国外先进技术,也强调了国产化的问题,尽管它们中的绝大多数几年后都可以达到国产化率70%的要求,可是只要我们仔细分析一下,就不难发现,最终国外公司拒绝转让的技术和重要部件,均是涉及到高技术的电力电子及电力传动产品中的核心技术。各应用领域所涉及到的关键电力电子技术可概括为:大功率变流技术;电力电子及其系统控制技术;大功率逆变器并网技术;大功率全控电力电子器件和电力电子全数字控制技术等。与国外的主要差距和存在的问题是:全控电力电子器件国内不能制造;大功率变流器制造技术水平较低,装置可靠性差;电力电子全数字控制技术水平还处于初级阶段;应用系统控制技术和系统控制软件水平较低;缺乏重大工程经验积累等。高性能大功率变流装置目前几乎全部依靠进口。

四、我国发展电力电子技术的对策

电力电子技术虽然有微电子技术的许多共同特征,如发展变化都非常迅速,渗透力和创新表现十分突出,生命力格外旺盛,处于阳光产业地位,并与其他学科相互融合和发展产生新的机遇,而电力电子技术还有其自身一些独具特色的地方,如高电压、大容量及控制功率范围大,因此技术的创新难度在于必须跨越高电压大功率这一关卡,及其技术的综合难度,如材料工业和制造工艺,而电力电子器件工作的可靠性是其极其重要的一个技术指标。为此电力电子技术的创新是与多种学科相互渗透并对各种工业领域有着极强的渗透性。因此电力电子技术与国家的基础产业关系密切,并与国家发展的各项方针及产业政策相配套的要求在21世纪会显得越来越强烈。电力电子技术又称为能流技术,因此电力电子技术的发展与创新是21世纪可持续发展战略纲领的重要组成部分。在21世纪初加快现代电力电子转化的力度,必将形成一条朝阳的高科技产业链,推动我国工业领域的技术创新。

电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺,已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地,各发达国家均在这一领域注入极大的人力,物力和财力,使之进入高科技行业,就电力电子技术的理论研究而言,目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进,在这些国家各种先进的电力电子功率量不断开发完善,促进电力电子技术向着高频化迈进,实现用电设备的高效节能,为真正实现工控设备的小型化,轻量化,智能化奠定了重要的技术基础,也为21世纪电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。我国开发研制电力电子器件的综合技术能力与国外发达国家相比,仍有较大的差距,要发展和创新我国电力电子技术,并形成产业化规模,就必须走有中国特色的产学创新之路,即牢牢坚持和掌握产、学、研相结合的方法走共同发展之路。从跟踪国外先进技术,逐步走上自主创新,从交叉学科的相互渗透中创新,从器件开发选择及电路结构变换上创新,这对电力技术创新是尤其实用的。也要从器件制造工艺技术引导创新,从新材料科学的应用上创新,以此推动电力电子器制造工艺的技术创新,提高器件的可靠性。由此形成基础积累型的创新之路。并要把技术创新与产品应用及市场推广有机结合,以加快科技创新的自我强化的循环,促进和带动技术创新有着稳定的基础,以使我国电力电子技术及器件制造工艺技术有以长足的发展,并形成一个全新的朝阳产业,转化为巨大的生产力,推动我国工业领域由粗放型经营走向集约型,促进国民经济以高速、高度、可持续发展。

参考文献:

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中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0237-02

0 引言

电力电子技术是应用在电力领域的一门技术，主要是通过运用电力电子器件对电能实现变换和控制的技术。电力电子技术与信息电子技术合称为电子技术，但二者又有本质的区别。电力电子技术是电力、电子与控制三大领域的交叉学科[1]。目前，电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化，硬件结构模块化，产品性能绿色化的方向发展，有着广阔的发展前景1[2]。

《电力电子技术》作为电气工程及其自动化专业的一门很重要的专业基础课，与生产实际联系非常紧密，其内容繁杂，原理抽象，图形复杂，同时又涉及电子，电力，控制理论等多学科内容，是学生一直认为比较难学、难懂的一门课程。随着电力电子技术的发展，内容不断增加，那么如何在有限的学时内获得更好的教学效果，让学生较好地掌握课程内容，并培养学生的工程实践能力和科学创新精神，增强学生的学习兴趣，是一项迫切须解决的问题。本文就笔者在《电力电子技术》教学方面的经验来谈谈《电力电子技术》教学改革的一些措施。

1 教学现状及存在的问题

1.1 理论教学方面 传统的课堂教学中，教师主要是按照电力电子技术的知识体系按照教学计划以板书的方式进行课堂教学。这种教学方式的缺陷是对于电力电子技术器件的原理，结构以及电力变换电路的波形分析等不能明确、详细地进行分析。虽然后来在理论课堂上采用了多媒体课件教学方式，但是大多数老师还是采用了“读”课件的方式，使得学生总是被动接受，同时也不易理解。

1.2 实验实训教学方面 随着我院招生规模的扩大，实验室现有设备已经远不能满足所有的教学任务。就《电力电子技术》课程方面而言，所带来的问题是：课内实验不能及时完成，更不能完成一些创新性实验。《电力电子技术》课程设计以及毕业设计方面，更是“纸上谈兵”，实践操作机会的缺乏，加之由于学生人数较多，题目比较集中，因此抄袭现象严重。

2 《电力电子技术》的课程改革

2.1 教学手段的改革

2.1.1 提高学生学习的积极性 经验证明，要取得良好的教学效果，关键是要激发学生的学习兴趣，兴趣是最好的老师。让学生保持对所学知识的兴趣和渴求，其才会主动、认真地去学习。

例如，在讲“绪论”的时候，重点给学生介绍电力电子技术的应用部分，比如充电器、节能灯、变频空调等等，让学生明确电力电子技术就用在自己身边。这些看得见、摸得着的例子大大激发了学生的兴趣，激发了学生的求知欲望[3]。

2.1.2 教学手段的改革 总结以往的教学经验，我们采用多媒体+板书的教学手段。多媒体课件PPT是提纲性质的，给出关键性的图，公式及语句即可。那么在讲授的过程中，对于这些图的分析，公式的推导就要借助于黑板，将重点内容进行详细讲解。这样才能既提高教学效率，又使学生更容易接受。再者，多媒体课件要适当体现教材里没有体现出来的内容，比如利用一些仿真软件，动态地对电路进行仿真。提高学生的接收兴趣。例如在讲解直流斩波电路的时候，可以对Buck变换器进行仿真，观察其纹波电压的变换情况，在滤波电路前后，纹波电压波形变化情况如图1所示。

通过演示，让学生对纹波电压波形有了更深一层次的了解。这样的演示可以激发学生学习仿真软件的兴趣，比如PSpice软件[4]，让每个人都能亲自动手接触电路，进行器件接线、参数设置。边连线、边测试、边修改、边分析，并与理论计算结果进行对照，分析各元件参数对电路的作用和影响，调试和测量过程就是最好的学习过程。这样不仅让学生对所学的知识有了更深的认识，还能锻炼其自学能力、动手能力、分析问题的能力，也提高了学生利用现代教育技术手段进行创新学习的能力。

同时在讲授的过程中，不能一贯采用“满堂灌”的形式，要加强训练学生通过对比、总结的形式来加深理解知识的能力。例如在三相整流电路中，各电路的主要参数如表1所示。

这样既便于学生的理解，也能节省课时，给讲授新知识、新技术、新产品腾出时间。有效利用课堂教学，有利于启发和培养学生的创新意识和创新能力，增强学生的发展后劲。

2.2 教学内容的重新调整

2.2.1 教学重点的改革 《电力电子技术》主要分三大部分：器件、电路、控制[1]。器件是基础，电路是主体，控制是拓展，三者相互支撑，相互配合，构成一个整体。

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电力电子技术始于20世纪50年代末、60年代初，主要研究电力领域中使用电力电子器件对电能进行高效的变换和控制，是电力、电子、控制三大学科的交叉学科。目前，“电力电子技术”课程已成为我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一，教学内容涵盖电力电子器件、四大类电力变换电路、控制技术以及电力电子新技术等多方面知识，理论性和实用性都非常强。为实现良好的教学效果，该课程要求教师能结合各自学校的实际情况合理地设计课程，均衡理论和实验教学的比例，针对具体不同的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段，注重激发学生的学习兴趣，使学生通过学习掌握相关的基本概念、基本分析方法等理论知识并提高他们理论联系实际和分析解决问题的实践能力。

浙江工业大学（以下简称“我校”）“电力电子技术”课程是全校电气工程与自动化类本科专业教学链中一个承上启下的重要环节。它的前续课程有“电路原理与实验”、“模拟电子技术”、“电机学”、“数字电路与数字逻辑”、“电气工程基础等”，后续课程有“开关电源设计”、“控制电机及应用”、“现代电气传动控制技术”、“DSP原理及应用”、“毕业设计”等。多年来，我校在不断学习国内外高校教学经验的同时不断实践，丰富自身的教学经验，积极改革创新，追求高质量和高水平的教学。

本文将主要介绍我校多年来在电力电子技术本科生教学方面所取得的一些实践经验以及关于今后如何继续提高教学质量和水平的一些设想。

一、注重建设教学团队和培养青年教师

在整个教学过程中，教师不但是知识的教授者、教学活动的组织者，同时还是学生学习效果的评估者。优秀的教师是保证教学高质量和高水平的关键，他们为人师表、具有丰富的知识和经验、富有爱心，能够激发学生求知的热情，既教会学生学习方法，又让学生掌握科学知识。

经过多年的积累，目前我校电力电子技术本科生教学团队已初具规模，核心成员主要有教授1人、副教授2人、讲师2人、实验员1人。其中具有博士学位2人，硕士学位3人。该团队每年都会承担全校3个电气工程与自动化类本科专业（电气工程及其自动化专业、自动化专业和电气工程及其自动化教育专业）约6～8个班的电力电子技术教学工作。为保证全校范围内该课程教学内容与质量的一致性，各授课教师按统一的教学大纲分专业分班级进行教学，期末所有选课的学生参加全校统一的考试。不同专业、不同班级的学生呈现出来的特点也各不相同。在学内容的前提下，各教师遵循以学生为本的原则采取灵活恰当的教学方法进行针对性授课，确保达到良好的教学效果。

我校电力电子技术本科生教学团队自组建以来一直定期召开会议讨论并解决教学中遇到的问题，交流并总结教学经验，共同开展教学和科研课题项目，促进各成员教师特别是青年教师在业务上的进步。在培养教学新生力量上，该教学团队引入青年教师导师制度，由多位（副）教授级的教师担任指导教师，对经验尚浅的青年教师进行全程、全方位的培训，包括写教案、制作PPT课件、课堂试讲、实验指导、批改作业、学生答疑、拟考试卷、指导毕业设计等。每个阶段，指导教师都会对青年教师的表现做出中肯的评价，帮助他们尽快熟悉业务、提高水平。在整个团队的关心下，青年教师成长很快，在由学院组织的学评教和教学技能比赛中都取得了良好的成绩。

二、完善适合学校实际情况的课程设计

“电力电子技术”是一门理论性、实用性都很强的课程，课程内容量多且面广，合理分配理论教学和实验教学的比例就显得非常重要。结合学校的实际情况，我校电力电子技术本科生教学团队为电气工程与自动化类相关的3个本科专业制订了统一的教学大纲。“电力电子技术”课程总共安排了64学时，其中，理论教学48学时、实验教学16学时，在注重教授学生基本概念和基本分析方法等理论知识的同时也同样注重培养学生理论联系实际和分析解决问题的实践能力。与大多数国内高校接轨，教材主要选用普通高等教育“十一五”国家级规划教材、普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材——机械工业出版社出版的《电力电子技术》最新版本和学校自编的《电力电子技术实验用书》，实验装置采用求是公司生产的MCL型电力电子及电力传动教学实验台。所选教材《电力电子技术》第5版本一共有10个章节，仅48学时的理论课不可能也没必要面面俱到讲授教材中的所有内容。因此，教学团队进一步对这10章的教学内容划分了主次，对电力电子器件、电力电子器件应用的共性问题、整流电路、直流－直流变流电路这4个章节做重点教学，对其余的6个章节做次重点教学。16学时的实验课要求完成5个实验的教学，内容涉及各主要电力电子器件及其驱动电路、晶闸管可控整流电路、PWM直流斩波电路分析及测试和开关电源分析及测试，进度与理论课的相关内容同步，确保学生能在第一时间把所学的理论知识和实际联系起来。教学团队在教学内容和学生学习效果考评两方面同时做到了对理论与实践的兼顾，规定学生学习该课程所得总成绩由以下三部分组成，即期末理论考试成绩占70％、平时实验成绩占10％、课堂表现及课后作业成绩占20％。

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三、以学生为本的教学活动实践

在具体实施电力电子教学的过程中，教师激发学生的学习兴趣，创造良好的互动教学氛围是非常重要的。这就需要教师以学生为本结合具体的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段。

我校“电力电子技术”是“电路原理与实验”等课程的后续课程，理论性很强。在教授该课程新知识点时，若涉及到相关前续课程重要的旧知识点，教师会采用先温故后知新的教学方法，通过学生回答问题的方式复习旧知识点，由浅入深帮助学生进入状态以便教授新知识点。比如，在讲述变压器漏感对整流电路的影响这一节内容的最开始，先温习理想变压器的特性和非理想变压器的等效电路模型，再把简化后的非理想变压器等效电路模型代入到已学的整流电路中，然后进入正题——分析电路的工作原理。教师在讲授电路工作原理时，会一再强调电力电子器件的开关工作状态和电力电子电路的分段线性分析方法这两个贯穿整个课程始终的基本概念和基本方法，并现场指导学生独立完成一部分电路的分析工作，通过加强学生的参与感来促使他们更积极地把外在的基本知识点转化为内在的电路分析能力。

在传统的口头讲授过程中，教师会适当地借助“静动相宜”的PPT课件、具体的实物教具和灵活的板书等来提高“电力电子技术”课程的理论教学效果。此外，教师还会适当地扩充一些教科书以外的电力电子技术内容，如仿真技术等。教师利用仿真软件PSPICE、MATLAB等在课堂上虚拟地实时演示电路更真实的工作过程，既拓展了学生的视野又能很形象地解说课程中的知识难点，如三相半波可控整流电路中晶闸管的正向耐压问题。电力电子器件的封装材料及形式多种多样，性能也不尽相同。为了让学生更真实、更立体地认识电力电子器件，教师除了展示器件照片外还会提供一些器件的样品让学生亲身接触。关于教材中重要公式的推导，教师会采用PPT课件与板书相结合的方式帮助学生更容易理解和掌握。

“电力电子技术”课程包含很多基本概念，在讲述时教师会根据听课学生的实际英语能力，有意识地就专业术语部分进行中英文双语教学。这不但能增强学生的专业英语水平，而且还可以提高学生使用中英文关键词检索科技文献的能力，为该课程的后续课程特别是“毕业设计”的教学打下良好的基础。

在“电力电子技术”的理论教学过程中，强调电力电子技术对国计民生的重要性是非常必要的。比如，在举例说明电力电子技术的实际应用时，教师会尽量多举些与学生日常生活以及当前社会热点相关的例子（如手机电池充电器、笔记本电脑电源适配器、未来的“光源之星”LED照明、节能环保的电动汽车等）。先抛砖引玉让学生有些感性的认识，再通过启发性的提问鼓励学生积极地去发现身边所遇到的科学技术。在增加学生学习兴趣的同时，提高学生对该课程的重视程度。

“电力电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程。为了更好地衔接理论知识和实验内容，教师在课堂上除了提供电力电子电路的理想波形图，还会提供一些电力电子电路的实际波形图，让学生自己去发现和思考它们之间的异同。用一连串的疑问激发起学生的强烈求知欲，令他们更主动地去预习实验，更认真地进行实验，并且更努力地去尝试着寻找答案。比如，反激式电路在电流断续工作模式下，由教科书提供的开关管S两端电压的理想波形和在实验中用示波器观察到的S两端电压的实际波形在S关断的部分是有很大差别的。在理论课堂上，当教师同时给出理论和实验波形图加以对照时，学生表现出极大的兴趣，跃跃欲试地去寻找实际电路中S两端电压在S关断时刻出现阻尼振荡现象的原因。此时，教师正好因势利导，鼓励他们认真地去完成相关的实验，通过实验再结合已学理论知识自主地找出答案。实践结果表明该教学效果很好。

四、关于今后教学的一些设想

电力电子技术的发展日新月异，关于“电力电子技术”的教学也需要与时俱进，紧跟潮流，与社会接轨。目前，在我校采用全英文教学电力电子技术的条件还不够成熟。但是，教师可采用循序渐进的方法，从目前以中文为主的双语授课，到中英文各半的双语授课，再到以英文为主的双语授课，最后过渡到全英文授课。目前，最适合我校的办法是课程的重要章节主要采用中文教学，务必让学生掌握必要的基本知识；而次重要章节则可主要采用英文教学，这对扩展学生视野很有利。

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2增加课程设计环节

学生在完成基本实验后可参加课程设计，并在课程设计过程中发现问题，学生需要通过自学相关内容才可以设计出方案，课程设计是在整个学习过程中的综合实践，是实验教学的重要环节．以往电力电子技术教学过程中没有课程设计，部分学生学完课程后，仅仅知道书本上的一些原理知识，对于电力电子技术的实际应用并不了解．课程设计可以是3～4名学生做一个专题，学生相互合作完成设计题目．由于时间的限制，课程设计要求用仿真软件仿真出结果．通过课程设计促使学生把电力电子技术及其它课程的理论知识相融合，使学生认识到课程之间的知识点是相互联系的，进而培养学生分析实际问题的综合能力．

3利用仿真软件增加虚拟实验

电力电子技术实验教学用到的是各功率器件，三相交流电源与示波器等，其成本高昂且具有危险性．可以在电力电子技术实验中引入计算机仿真，把电子仿真软件PSPICE和MATLAB引入到电力电子技术实验中，不仅可弥补实验设备数量不足的缺点，还不用担心实验设备损坏和人身安全问题．仿真实验没有时间与地点的限制，学生也可在课外用计算机仿真，从而克服了实验课时有限的不足．计算机仿真是使用仿真软件对被控对象的数学模型进行仿真，直观地显示电路的工作状态与系统波形，可以起到虚拟实验的教学目标，计算机仿真的优点是精度高和重复性好．让学生按照课题设计的重点和需要对实际模型进行建模，这样有利于学生加深所学的理论知识，而且为学生将来从事工程设计打下基础．